(57)【要約】【課題】  部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成、補完するテクスチャ画像生成方法およびその装置等を提供する。【解決手段】  入力した部分画像Ｐを分割し左分割画像Ｌ、右分割画像Ｒを生成し、テクスチャ画像Ｔの幅ｔｗと理想の重ね合わせ幅Ｄを設定し、理想の重ね合わせ幅Ｄ、テクスチャ画像Ｔの幅ｔｗを基に、合成部分画像Ｑの繰り返し回数ｎを計算する。部分画像Ｐの幅ｐｗとテクスチャ画像Ｔの幅ｔｗと繰り返し回数ｎを用いて、実際の重ね合わせ幅Ｃを計算し、左分割画像Ｌ、右分割画像Ｒと実際の重ね合わせ幅Ｃを用いて、位置を入れ替えて重ね合わせ合成し合成部分画像Ｑを生成し、合成部分画像Ｑを、繰り返し回数ｎ分並べて配置しテクスチャ画像Ｔを生成、補完する。【選択図】  図６
2006311080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成方法であって、
生成するテクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を設定する条件設定工程と、
前記部分画像を適宜２つに分割し、分割画像を生成する画像分割工程と、
前記分割画像の幅より小さい、実際の重ね合わせ幅を求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅を設定する重ね合わせ理想値設定工程と、
前記理想の重ね合わせ幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記部分画像の幅とを基に、合成部分画像の繰り返し回数を計算する繰り返し回数計算工程と、
前記部分画像の幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記繰り返し回数を用いて、実際の重ね合わせ幅を計算する重ね合わせ現実値計算工程と、
前記分割画像と実際の重ね合わせ幅を用いて、前記分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像を生成する重ね合わせ合成工程と、
前記合成部分画像を、前記繰り返し回数分並べて配置しテクスチャ画像を生成する画像繰り返し配置工程と、
を具備することを特徴とするテクスチャ画像生成方法。
【請求項２】
前記サイズは、横方向の成分に対する横幅と、縦方向の成分に対する縦幅であることを特徴とする請求項１記載のテクスチャ画像生成方法。
【請求項３】
前記画像重ね合わせ合成工程は、分割された前記分割画像を入れ替えて重ね合わせ合成することを特徴とする請求項１記載のテクスチャ画像生成方法。
【請求項４】
前記テクスチャ画像の横方向の成分に対する処理工程と、縦方向の成分に対する処理工程を組み合わせて行うことを特徴とする請求項１記載のテクスチャ画像生成方法。
【請求項５】
コンピュータからなる画像処理装置であって、
生成するテクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を取得する取得手段と、
前記部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士が滑らかに接続する前記テクスチャ画像のサイズのテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成手段と、
生成したテクスチャ画像と、形状データと、入力した視点情報を基に、画像を生成する画像生成手段と、
を備え、
前記テクスチャ画像生成手段は、
前記テクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を設定する条件設定手段と、
前記部分画像を適宜２つに分割し、分割画像を生成する画像分割手段と、
前記分割画像の幅より小さい、実際の重ね合わせ幅を求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅を設定する重ね合わせ理想値設定手段と、
前記理想の重ね合わせ幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記部分画像の幅とを基に、合成部分画像の繰り返し回数を計算する繰り返し回数計算手段と、
前記部分画像の幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記繰り返し回数を用いて、実際の重ね合わせ幅を計算する重ね合わせ現実値計算手段と、
前記分割画像と実際の重ね合わせ幅を用いて、前記分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像を生成する重ね合わせ合成手段と、
前記合成部分画像を、前記繰り返し回数分並べて配置しテクスチャ画像を生成する画像繰り返し配置手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、
二次元画像データとその形状データから、テクスチャ画像のサンプリングを行い、前記部分画像を取得することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像重ね合わせ合成手段は、分割された前記分割画像を入れ替えて重ね合わせ合成することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記サイズは、横方向の成分に対する横幅と、縦方向の成分に対する縦幅であることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記テクスチャ画像生成手段は、
前記テクスチャ画像の横方向の成分に対する当該処理と、縦方向の成分に対する当該処理を組み合わせて行うことを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータに請求項１から請求項４のいずれかに記載のテクスチャ画像生成方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
コンピュータに請求項１から請求項４のいずれかに記載のテクスチャ画像生成方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１２】
コンピュータを請求項５から請求項９のいずれかに記載の画像処理装置として機能させるプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを請求項４から請求項８のいずれかに記載の画像処理装置として機能させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部分画像を用いて、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元モデル表面に色や模様を表す画像を貼り付けて描画するテクスチャマッピングの手法は、３次元コンピュータグラフィックス（以下ＣＧ）画像の品質を向上させるための手法として極めて広く用いられている。テクスチャマッピングを用いて表現可能な３次元モデルの中には、例えば地面や布地などのように、表面の模様全体がある一部分の繰り返しによって成っていると見なせるものも多く存在する。このような繰り返しパターンを持った物体表面に対して任意の画像をそのまま繰り返し配置してテクスチャマッピングを施すと、色変化の様子などからの画像同士の接続部分が目立ち不自然な印象を受けることがある。
【０００３】
このような現象を避ける方法として、単純な繰り返しでなく鏡像や複数画像の組み合わせを導入する方法（例えば、特許文献１、特許文献２参照）や、画像の端同士が滑らかに接続するようなテクスチャ画像を用いる方法（例えば、特許文献３、特許文献４参照）などがある。特に、後者のように滑らかに接続するテクスチャ画像が得られれば、その前提に基づいた様々な技術への応用が期待できる。
滑らかに接続するテクスチャ画像が得る方法として、与えられた画像内から周期性を持った部分を抽出する方法（例えば、特許文献５、特許文献６参照）や、コンピュータによる描画技術を応用したもの（例えば、特許文献７参照）などが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０４５３４７号公報
【特許文献２】特開２００２−３４２７８２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７１１６８号公報
【特許文献４】特開２０００−０７６４２４号公報
【特許文献５】特開平１１−１２０３８０号公報
【特許文献６】特開平０７−１０５４０１号公報
【特許文献７】特開２００２−２１６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術の多くは、与えられた画像が全体として周期性を持つことを前提としており、そこから一周期分に相当する部分を抽出するための手法となっている。また、この前提に従い、それらの手法を使って抽出された部分画像は、それ自身をテクスチャ画像として対象形状に繰り返し貼り付けように想定されている。しかし、テクスチャ画像を生成するという課題全体の中には、このような暗黙の前提を利用した従来技術では適切に解決できないものも存在する。その一つに、以下のような条件を持つ課題がある。
【０００６】
第１に、最終的に出力されるテクスチャ画像のサイズは、予め定まっており変更できないものとする。第２に、テクスチャ画像を生成するために利用できる部分画像は、そのサイズが最終的なテクスチャ画像よりも小さいという特徴しか持たないものとする。第３に、出力されるテクスチャ画像は、あるパターンが繰り返されることで成っており、且つ、テクスチャ画像全体として端同士が滑らかに接続できるものとする。ただし、テクスチャ画像の端の接続条件については、左右端同士と上下端同士の両方の接続が必要な場合もあれば、どちらか一方だけが接続できれば良い場合もある。
【０００７】
このような条件を持つ問題が見られるケースとして、例えば、物体を撮影した写真データと、その物体の形状のみを表す３次元形状データと、撮影角度などのカメラ情報を用いて、３次元形状データ表面に割り当てるテクスチャ画像を写真データから抽出した際に、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域を補完しようとする場合が挙げられる。
テクスチャ座標の割り当ておよびテクスチャ画像のサイズは、テクスチャ画像の抽出の段階で必要とされるため、抽出されたテクスチャ画像を補完しようとする時には既に決定されており変更できない。
また、３次元形状表面の模様は一般的には周期的パターンを為してはいないが、無効領域を補完するために敢えて周期的パターンの模様であるという仮定を用いることは特に不当ではない。このようにして抽出されたテクスチャ画像には周期性が認められないことが多いので、従来技術を用いた周期性を持つ部分画像の探索手法はあまり有効であるとは言えず、むしろテクスチャ画像の有効領域部分を出来るだけ広く使うような、より単純な手法が効果的であると考えられる。従って、無効領域の補完には、そのままでは周期性を満たしていない部分画像が用いられることになる。更に、補完のために周期性を仮定するような場合には特に、テクスチャ座標割り当て手法としてテクスチャ画像の端同士が接続するような方法が併せて利用されることが多い。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成、補完するテクスチャ画像生成方法およびその装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために第１の発明は、部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成方法であって、生成するテクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を設定する条件設定工程と、前記部分画像を適宜２つに分割し、分割画像を生成する画像分割工程と、前記分割画像の幅より小さい、実際の重ね合わせ幅を求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅を設定する重ね合わせ理想値設定工程と、前記理想の重ね合わせ幅と、前記テクスチャ画像のサイズと、前記部分画像の幅とを基に、合成部分画像の繰り返し回数を計算する繰り返し回数計算工程と、前記部分画像の幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記繰り返し回数を用いて、実際の重ね合わせ幅を計算する重ね合わせ現実値計算工程と、前記分割画像と実際の重ね合わせ幅を用いて、前記分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像を生成する重ね合わせ合成工程と、前記合成部分画像を、前記繰り返し回数分並べて配置しテクスチャ画像を生成する画像繰り返し配置工程と、を具備することを特徴とするテクスチャ画像生成方法ある。
【００１０】
また、前記画像重ね合わせ合成工程は、分割された前記分割画像を入れ替えて重ね合わせ合成することが望ましい。
また、前記テクスチャ画像の横方向の成分に対する処理工程と、縦方向の成分に対する処理工程を組み合わせて行うことが望ましい。
【００１１】
第１の発明によるテクスチャ画像生成方法は、生成するテクスチャ画像のサイズとテクスチャ画像のサイズより小さい部分画像とを設定し、部分画像を適宜２つに分割し分割画像を生成する。分割画像の幅より小さい実際の重ね合わせ幅を求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅を設定し、理想の重ね合わせ幅と、テクスチャ画像の幅と、部分画像の幅とを基に、合成部分画像の繰り返し回数を計算し、部分画像の幅と、テクスチャ画像の幅と、繰り返し回数を用いて、実際の重ね合わせ幅を計算する。分割画像と実際の重ね合わせ幅を用いて、分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像を生成し、合成部分画像を繰り返し回数分並べて配置しテクスチャ画像を生成する。
【００１２】
「テクスチャ画像」は、物体の形状データに張り付ける（マッピングする）色や模様を表す画像データである。「形状データ」は３次元形状データであり、物体を構成する、頂点情報と、これらの頂点情報を用いて定義される面情報からなる。
「部分画像」は、テクスチャ画像の生成、補完に用いる、例えば写真データ等からサンプリング、抽出したテクスチャ画像であり、最終的に生成するテクスチャ画像のサイズより小さい任意のサイズの画像である。
「テクスチャ画像のサイズ」は、最終的に生成するテクスチャ画像の大きさ情報であり、テクスチャ画像の横方向の成分に対する横幅と、縦方向の成分に対する縦幅である、ｗ画素（横方向）×ｈ画素（縦方向）を有する。
「合成部分画像」は、部分画像を２分割した分割画像を入れ替えて、重ね合わせ合成した画像である。
「視点情報」とは、カメラの視点、注視点、上向きベクトル等の情報である。
【００１３】
第１の発明では、一定のパターンが繰り返されており、且つその端同士が滑らかに接続している、予め定められた大きさのテクスチャ画像を、その大きさよりも小さな任意の大きさの部分画像を用いて補完、生成するテクスチャ画像生成手法を提供可能とする。
画像重ね合わせ合成処理は繰り返し回数に依存せず、アルゴリズム全体で１度しか実行されないため、重ね合わせ後に行われる合成処理として比較的処理負荷の高い技術を用いても、アルゴリズム全体の処理時間にあまり影響を与えず、高速な処理が実現できる。
【００１４】
第２の発明は、コンピュータからなる画像処理装置であって、生成するテクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を取得する取得手段と、前記部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士が滑らかに接続する前記テクスチャ画像のサイズのテクスチャ画像を生成するテクスチャ画像生成手段と、生成したテクスチャ画像と、形状データと、入力した視点情報を基に、画像を生成する画像生成手段と、を備え、前記テクスチャ画像生成手段は、前記テクスチャ画像のサイズと、前記テクスチャ画像のサイズより小さい部分画像と、を設定する条件設定手段と、前記部分画像を適宜２つに分割し、分割画像を生成する画像分割手段と、前記分割画像の幅より小さい、実際の重ね合わせ幅を求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅を設定する重ね合わせ理想値設定手段と、前記理想の重ね合わせ幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記部分画像の幅とを基に、合成部分画像の繰り返し回数を計算する繰り返し回数計算手段と、前記部分画像の幅と、前記テクスチャ画像の幅と、前記繰り返し回数を用いて、実際の重ね合わせ幅を計算する重ね合わせ現実値計算手段と、前記分割画像と実際の重ね合わせ幅を用いて、前記分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像を生成する重ね合わせ合成手段と、前記合成部分画像を、前記繰り返し回数分並べて配置しテクスチャ画像を生成する画像繰り返し配置手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明のテクスチャ画像生成方法を用いて生成したテクスチャ画像と、その形状データと、視点情報を基に、画像を生成する画像処理装置に関する発明である。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明のテクスチャ画像生成方法を実行させるプログラムである。
第４の発明は、コンピュータを第１の発明のテクスチャ画像生成方法を実行させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１７】
第５の発明は、コンピュータを第２の発明の画像処理装置として機能させるプログラムである。
第６の発明は、コンピュータを第２の発明の画像処理装置として機能させるプログラムを記録した記録媒体である。
【００１８】
上述のプログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させてもよいし、このプログラムを通信回線を介して送受することもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、部分画像を基に、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像を生成、補完するテクスチャ画像生成方法およびその装置等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明に係るテクスチャ画像生成方法、及びテクスチャ画像生成方法を実行するための画像処理装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明および添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００２１】
最初に、図１を参照しながら、本発明によるテクスチャ画像生成方法を実行するための画像処理装置構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１は、画像処理装置の１例であり、図１に示すように、画像処理装置１００は、パーソナルコンピュータ等により実現される。
画像処理装置１００は、パラメタ入力手段１０１、部分画像取得手段１０２、テクスチャ画像生成手段１０３、画像描画手段１０４等を備える。
【００２３】
パラメタ入力手段１０１は、マウスやキーボード等の入力部２０５よりパラメタの入力を行う。パラメタとしては、作成するテクスチャ画像サイズ１０を設定する。また、部分画像に関する選択指示を行うことも可能になっている。尚、本実施の形態では、入力部２０５より入力し設定したが、自動的に計算し設定してもよい。
【００２４】
部分画像取得手段１０２は、作成するテクスチャ画像Ｔの生成、補完に用いる、部分画像Ｐを取得する。
【００２５】
テクスチャ画像生成手段１０３は、パラメタ入力手段１０１、部分画像取得手段１０２等により、取得したテクスチャ画像サイズ１０、部分画像Ｐを用いて、所定のパターンを繰り返し、端同士が滑らかに接続された、指定サイズのテクスチャ画像Ｔを生成、補完する。
【００２６】
テクスチャ画像生成手段１０３は、条件設定部１０００、画像分割部１００１、重ね合わせ理想値設定部１００２、繰り返し回数計算部１００３、重ね合わせ現実値計算部１００４、画像重ね合わせ合成部１００５、画像繰り返し配置部１００６等からなる。
【００２７】
条件設定部１０００は、生成されるべきテクスチャ画像サイズ１０と、テクスチャ画像の補完に用いる部分画像Ｐとを設定する。画像分割部１００１、重ね合わせ理想値設定部１００２、繰り返し回数計算部１００３、重ね合わせ現実値計算部１００４、画像重ね合わせ合成部１００５、画像繰り返し配置部１００６等の各処理部は、条件設定部１０００によって、設定されたテクスチャ画像サイズ１０、部分画像Ｐを自由に利用することができる。
【００２８】
画像分割部１００１は、部分画像Ｐを所定の分割比率により分割し、２つの分割画像を生成する。
重ね合わせ理想値設定部１００２は、実際の重ね合わせ幅Ｃを求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅Ｄを設定する。理想の重ね合わせ幅Ｄは、画像分割部１００１で得られる分割画像のどちらの幅よりも小さいという条件を満たす範囲で、任意に設定すればよい。実施の形態に応じて、システムで固定値を用いてもよいし、画像の状況に合わせて動的に計算してもよい。理想の重ね合わせ幅Ｄは、繰り返し回数計算部１００３で利用される。尚、理想の重ね合わせ幅Ｄについては、後述、詳しく説明する。
繰り返し回数計算部１００３は、設定された理想の重ね合わせ幅Ｄと、テクスチャ画像サイズ１０を用いて、合成部分画像Ｑの繰り返し回数ｎを計算する。
重ね合わせ現実値計算部１００４は、部分画像Ｐのサイズと、テクスチャ画像サイズ１０と、繰り返し回数ｎを用いて、実際の重ね合わせ幅Ｃを計算する。
画像重ね合わせ合成部１００５は、分割画像と、実際の重ね合わせ幅Ｃを用いて、分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像Ｑを作成する。
画像繰り返し配置部１００６は、作成した合成部分画像Ｑを、繰り返し回数ｎ分並べ配置したテクスチャ画像Ｔを生成、補完する。
【００２９】
画像描画手段１０４は、テクスチャ画像生成手段１０３により生成したテクスチャ画像Ｔを物体の形状データ３２に貼り付け、視点情報、光源情報等を考慮して、画像をレンダリングし出力する。
【００３０】
次に、画像処理装置１００のハードウェア構成を説明する。図２は、画像処理装置１００のハードウェア構成図である。
【００３１】
図２に示すように、画像処理装置１００は、制御部２０１、記憶部２０２、メディア入出力部２０３、通信制御部２０４、入力部２０５、表示部２０６、印刷部２０７等が、システムバス２０９を介して接続されて構成される。
【００３２】
制御部２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ  ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００３３】
ＣＰＵは、記憶部２０２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、システムバス２０９を介して接続された各装置を駆動制御し、画像処理装置１００が行う後述する各種処理（図４、図５参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部２０２、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部２０１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００３４】
記憶部２０２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部２０１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラム３９１や、本コンピュータを適用する画像処理装置１００が行う後述の処理に相当するアプリケーションプログラム３９２等が格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部２０１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００３５】
メディア入出力部２０３（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピディスクドライブ、ＰＤドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置等を有する。
【００３６】
通信制御部２０４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、画像処理装置１００とネットワーク１０９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１０９を介して、画像処理装置１００と、他のコンピュータ間の通信制御を行う。
【００３７】
入力部２０５は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部２０５を介して、画像処理装置１００に対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００３８】
表示部２０６は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００３９】
印刷部２０７は、プリンタであり、生成した画像の印刷出力処理を行う。
【００４０】
システムバス２０９は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００４１】
次に、図３を参照しながら、画像処理装置１００の記憶部２０２が保持する情報について説明する。図３は、記憶部２０２が保持する情報を示す図である。
【００４２】
記憶部２０２内には、複数の写真画像３１、入出力情報４１及び制御プログラム３９１、アプリケーションプログラム３９２等が格納されている。
【００４３】
写真画像３１は、２次元画像データであり、カメラ、デジタルカメラ等により撮影された物体（例えば陶磁器等）の写真データである。尚、本実施の形態では、写真画像を用いたが、これに限るわけではない。
入出力情報４１は、テクスチャ画像サイズ１０、部分画像Ｐ、テクスチャ画像Ｔ等である。
テクスチャ画像サイズ１０は、テクスチャ画像生成手段１０３に入力する、生成するべきテクスチャ画像Ｔのサイズ情報であり、ｗ画素（横方向）×ｈ画素（縦方向）を有する。
部分画像Ｐは、テクスチャ画像生成手段１０３に入力する、テクスチャ画像Ｔの生成、補完に用いる、テクスチャ画像Ｔのサイズより任意に小さいサイズの部分画像である。
テクスチャ画像Ｔは、テクスチャ画像生成手段１０３により生成、出力されたテクスチャ画像である。
【００４４】
制御プログラム３９１は、画像処理装置１００であるコンピュータの各構成部分を駆動制御するプログラムであり、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する。
アプリケーションプログラム３９２は、画像処理装置１００が行う後述の処理（図４、図５参照）に相当する実行可能プログラムであり、パラメタ入力手段１０１、部分画像取得手段１０２、テクスチャ画像生成手段１０３、画像描画手段１０４等に該当するプログラムである。
【００４５】
次に、図４を参照しながら、画像処理装置１００の処理動作について説明する。図４は、画像処理装置１００の処理概要を示すフローチャートである。
【００４６】
画像処理装置１００の記憶部２０２には、アプリケーションプログラム３９２であるパラメタ入力手段１０１、部分画像取得手段１０２、テクスチャ画像生成手段１０３、画像描画手段１０４等に該当する実行プログラムがインストールされている。以下の画像処理装置１００の処理は、この実行プログラムの制御に従って、画像処理装置１００の制御部２０１によって行われる。
【００４７】
画像処理装置１００の制御部２０１は、マウスやキーボード等の入力部２０５よりパラメタの入力を行い、記憶部２０２に保持する（ステップＳ４０１）。パラメタとしては、作成するテクスチャ画像サイズ１０を設定する。テクスチャ画像サイズ１０は、生成するべきテクスチャ画像Ｔのサイズ情報であり、ｗ画素（横方向）×ｈ画素（縦方向）を有する。
【００４８】
制御部２０１は、部分画像Ｐを取得し、記憶部２０２に記憶する（ステップＳ４０２）。
例えば、予め、記憶部２０２に物体の２次元画像データである写真画像３１を記憶しておき、選択した写真画像３１から、その形状データを抽出する。写真画像３１とその形状データ３２を基に、テクスチャ画像をサンプリングし、最終的に生成するべきテクスチャ画像Ｔのサイズより任意に小さい部分画像Ｐを取得する。
【００４９】
尚、形状データ３２の抽出方法については、コンピュータグラフィックスの分野において広く行われている事項であり、本発明で規定するところではない、例えば、特願２００５−０９５０４０号には、回転体からなる物体（陶磁器等）を撮影することにより得られる１つの２次元画像に基づいて、回転体に固有の特性（３次元形状のいたるところに円が現れるという特性）を利用して、元の物体の３次元情報を復元する方法―入力した２次元画像と撮影条件の１つとして視点と投影面との距離を示す情報に基づいて、投影条件の決定し、物体像の片側側面の輪郭線を抽出し、３次元情報（形状データ）を作成すること―が示されている。
また、作成済みの形状データがあるのであれば、それを取り込んでも良い。
更に、本実施の形態では、写真画像３１からテクスチャのサンプリングを行い、部分画像Ｐを抽出、取得したが、これに限るわけではない。例えば、作成済みのテクスチャ素材データを用いてもよい。
【００５０】
制御部２０１は、取得した部分画像Ｐを用いて、所定のパターンを繰り返し、端同士が滑らかに接続されたテクスチャ画像Ｔを生成、補完するテクスチャ画像生成処理を行う（ステップＳ４０３）。
【００５１】
制御部２０１は、生成したテクスチャ画像Ｔを形状データ３２に貼り付け、視点情報、光源情報を考慮して、画像を生成し、表示部２０６に表示する（ステップＳ４０４）。
【００５２】
次に、図５、図６を参照しながら、本出願の特徴点であるテクスチャ画像生成方法を実行するアルゴリズムであるステップＳ４０３のテクスチャ画像生成処理の処理手順を詳しく説明する。図５は、テクスチャ画像生成処理の処理手順を示すフローチャートである。図６は、テクスチャ画像の横方向の成分に対するテクスチャ画像生成を示す図である。
【００５３】
以下のテクスチャ画像生成処理（ステップＳ４０３）は、テクスチャ画像Ｔの横方向の成分について処理を説明したものである。縦方向の成分についても同様な処理を行う。また、縦方向と横方向を組み合わせる際には、縦方向について処理した後に横方向について処理するか、その逆の順序で処理すればよい。
【００５４】
制御部２０１は、条件設定部１０００部に相当する条件設定処理として、入出力情報４１から生成するべきテクスチャ画像サイズ１０の横方向の幅でテクスチャ幅ｔｗと、部分画像Ｐを設定する（ステップＳ５０１）。
【００５５】
制御部２０１は、画像分割部１００１に相当する画像分割処理として、条件設定部１０００で設定された部分画像Ｐを左右に所定の分割比率で分割し、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒを生成する（ステップＳ５０２）。分割比率に関しては、本出願におけるアルゴリズムの規定するところではないが、最も単純な場合では単に左右に２等分すればよい。また、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒそれぞれの幅ｌｗとｒｗは重ね合わせ理想値設定部１００２で、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒは画像重ね合わせ合成部１００５で用いることから、必要に応じて分割比率を算出、設定してもよい。
【００５６】
この左分割画像Ｌと右分割画像Ｒは、画像重ね合わせ合成部１００５において、互いの位置を入れ替えられ、算出された重ね合わせ幅Ｃだけ重ね合わせ合成することで合成部分画像Ｑを生成する。生成された合成分割画像Ｑは、その左端に右分割画像Ｒの左端（左辺）、その右端に左分割画像Ｌの右端（右辺）が現れる。右分割画像Ｒの左端（左辺）、右端に左分割画像Ｌの右端（右辺）は、いずれも元の部分画像Ｐを分割した切断部分に相当するため、この合成部分画像Ｑを横方向に並べた場合、その接続部分は必ず滑らかに接続する。このような性質を持たせるために部分画像Ｐを左右に分割しておく。
【００５７】
制御部２０１は、重ね合わせ理想値設定部１００２に相当する重ね合わせ理想値設定処理として、実際の重ね合わせ幅Ｃを求めるための基準となる理想の重ね合わせ幅Ｄを設定する（ステップＳ５０３）。理想の重ね合わせ幅Ｄは、画像分割部１００１で得られる左分割画像Ｌと右分割画像Ｒのどちらの幅ｌｗ、ｒｗよりも小さいという条件を満たす範囲で任意に定めればよいが、次に示す性質を考慮して定めることが望ましい。
理想の重ね合わせ幅Ｄを大きく設定すればするほど、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒを重ね合わせ合成した結果である合成部分画像Ｑは元の部分画像Ｐの特徴を失うことになるが、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒの重ね合わせ部分は滑らかとなり境界が目立たなくなる。反対に、理想の重ね合わせ幅Ｄを小さく設定すればするほど、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒを重ね合わせ合成した結果である合成部分画像Ｑは元の部分画像Ｐの特徴を維持することになるが、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒの重ね合わせ部分は滑らかでなくなり境界が目立つようになる。
また、後述するように、本発明による手法は、適正な重ね合わせ幅の候補のうち理想の重ね合わせ幅Ｄ以上で最小のものが実際の重ね合わせ幅Ｃとされる性質を持つ。従って、理想の重ね合わせ幅Ｄには、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒが最低限重ね合わされるべき幅を指定すればよい。重ね合わせ合成に用いる手法にもよるが、理想の重ね合わせ幅Ｄとして、部分画像Ｐの幅ｐｗの５％〜１０％程度の値を指定することでバランスの取れた結果を得られる。
【００５８】
ここで、実際の重ね合わせ幅Ｃは、前述した本発明の手法が解決しようとする課題の性質上、直接指定することはできない。実際の重ね合わせ幅Ｃとして適切な値が与えられない場合、合成部分画像Ｑを任意の繰り返し回数ｎ分並べても、通常テクスチャ画像Ｔの横幅である幅ｔｗとは一致しないので、生成したテクスチャ画像Ｔの左右端同士が滑らかに接続できない。そこで、理想の重ね合わせ幅Ｄを指定することにより、理想の重ね合わせ幅Ｄに近く、且つ自然数回の繰り返しによってちょうど最終的に生成されるテクスチャ画像Ｔの幅ｔｗを埋め尽くすことができるような適切な実際の重ね合わせ幅Ｃを求める。
【００５９】
制御部２０１は、繰り返し回数計算部１００３に相当する繰り返し回数計算処理として、理想の重ね合わせ幅Ｄと最終的なテクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗを用いて、合成部分画像Ｑを並べて最終的に出力されるテクスチャ画像Ｔを埋め尽くすための合成部分画像Ｑの繰り返し回数ｎを計算する（ステップＳ５０４）。
テクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗ、部分画像Ｐの幅ｐｗ、理想の重ね合わせ幅Ｄとし、
繰り返し回数：ｎ＝Ｃｅｉｌ（ｔｗ／（ｐｗ−Ｄ））    ・・・・・・（１）
但し、Ｃｅｉｌ（Ｘ）は実数Ｘ以上の最小の整数を返す関数とする。
【００６０】
制御部２０１は、重ね合わせ現実値計算部１００４に相当する重ね合わせ現実値計算処理として、繰り返し回数ｎと、部分画像Ｐの幅ｐｗと、テクスチャ画像Ｔの幅ｔｗを用いて、実際の重ね合わせ幅Ｃを計算する（ステップＳ５０５）。
【００６１】
理想の重ね合わせ幅Ｄを用いて重ね合わせ合成を行うことで得られる、幅（ｐｗ−Ｄ）となる合成部分画像Ｑをｎ回繰り返すと、ｎ＊（ｐｗ−Ｄ）−ｔｗの幅に渡って合成部分画像Ｑの一部がテクスチャ画像Ｔの外部にはみだすことになる。ここで、合成部分画像Ｑの幅を少し狭めれば、すなわち、重ね合わせ幅を少し大きくすれば、ｎ回繰り返したときにテクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗに一致させることができる。期待される合成部分画像Ｑの幅はｔｗ／ｎであるから、この幅を得るための実際の重ね合わせ幅Ｃは、数式（２）を用いて算出する。
繰り返し回数ｎ、部分画像Ｐの幅ｐｗ、テクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗとし、
実際の重ね合わせ幅：Ｃ＝ｐｗ−ｔｗ／ｎ    ・・・・・・（２）
【００６２】
制御部２０１は、画像重ね合わせ合成部１００５に相当する画像重ね合わせ合成処理として、実際の重ね合わせ幅Ｃと、部分画像Ｐを分割した左分割画像Ｌと右分割画像Ｒを用いて、繰り返し配列を行う合成部分画像Ｑを生成する（ステップＳ５０６）。画像の重ね合わせにおいては、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒの位置を入れ替えて中央に向かって重ね合わせを行うものとする。左分割画像Ｌと右分割画像Ｒの位置を入れ替えて重ね合わせ合成をすることの意義を、ステップＳ５０２の画像分割処理で述べように、重ね合わせ合成された合成部分画像Ｑは、左右どちらにもそのまま滑らかに接続する。
尚、重ね合わせ合成処理は、繰り返し回数ｎによらずアルゴリズム全体で１度しか実行されないため、重ね合わせ後に行われる合成処理として比較的処理負荷の高い技術を用いても、アルゴリズム全体の処理時間にあまり影響を与えないという効果がある。
【００６３】
また、重ね合わせた後の合成処理については、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒ両方の色を半分ずつ混ぜ合わせてもよいし、左分割画像Ｌと右分割画像Ｒそれぞれの重ね合わせる側の端からの距離に応じて混合の比率を変化させてもよく、本発明におけるアルゴリズムの規定するところではない。この種の合成処理は、コンピュータグラフィックスの分野において広く行われている事項である。例えば、「イメージプロセッシング＜画像処理標準テキストブック＞、財団法人  画像情報教育振興協会、第１刷発行；平成９年２月２５日、Ｐ２１４〜２１８」には、隣接する画像をつなぎ合わせるモザイクの処理について記載されており、２つの隣接画像に対して、（１）濃度補正、（２）分割画像の位置合わせ及び座標系の統一、（３）濃度変換（色合わせ）、（４）接合するべき横方向の断面において最も接合しやすい点（接合点）の探索、（５）接合点周辺で濃度の平滑化等によって合成処理を行なう、とある。
【００６４】
制御部２０１は、画像繰り返し配置部１００６に相当する画像繰り返し配置処理として、重ね合わせ合成された合成部分画像Ｑと、繰り返し回数ｎを用いて、最終的なテクスチャ画像Ｔを生成する（ステップＳ５０７）。
尚、元の部分画像Ｐが不完全なテクスチャ画像の内部から切り出されている場合には、開始位置を調整して繰り返すことにより、得られるテクスチャ画像Ｔと元の不完全なテクスチャ画像との間のずれを小さくすることもできる。開始位置を調整して繰り返す際に、テクスチャ画像Ｔの端において合成部分画像Ｑの一部が繰り越された場合には、その繰り越し部分をテクスチャ画像Ｔの反対側の端に配置して処理を続けることにより、ｎ回並べたときにちょうど繰り返し開始位置までを埋め尽くすことができる。
【００６５】
次に、本画像処理装置１００の実施の形態の１例である、陶磁器の写真画像３１を用いて、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域を補完する画像処理を説明する。図７は、陶磁器の写真画像を用いて、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域を補完する場合の処理画像の遷移を示す図である。
【００６６】
図７に示すように、例えば、陶磁器の写真画像３１を用いて、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域３５を補完する場合、制御部２０１は、予め、物体をカメラ、デジタルカメラ等により撮影した複数の写真画像３１を記憶部２０２に記憶しておき、選択した写真画像３１から、その形状データ３２を抽出し、写真画像３１とその形状データ３２を基に、テクスチャ画像をサンプリングし、サンプリング画像３３を生成する。テクスチャのサンプリング画像３３には、陶磁器の前面等の写真に写っている部分に相当する有効領域３４と、陶磁器の背面等の写真に写っていない部分に相当する無効領域３５とを有する。制御部２０１は、テクスチャ画像のサンプリング画像３３の有効領域３４から生成するべきテクスチャ画像のサイズより任意に小さい部分画像Ｐを抽出する。
制御部２０１は、テクスチャ画像生成手段１０３により、取得した陶磁器の部分画像Ｐを用いて、テクスチャ画像Ｔを生成、補完する。例えば、陶磁器の構成要素である、口縁、胴、腰、高台等の各種の複数のテクスチャ画像Ｔを生成、補完する。
制御部２０１は、生成したテクスチャ画像Ｔを形状データ３２に貼り付け、視点情報、光源情報等を考慮して、レンダリングし、陶磁器画像３６を生成する。ユーザは、陶磁器の背面や内側に視点移動をしながら、３次元画像として、陶磁器画像３６を閲覧可能になる。
【００６７】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、テクスチャ画像生成方法を実行する画像処理装置１００は、テクスチャ画像Ｔの横方向の成分についての処理において、生成するテクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗと、テクスチャ画像Ｔのサイズより小さい部分画像Ｐと、を取得する条件設定部１０００と、部分画像Ｐを所定の分割比率で２つに分割し、左分割画像Ｌ、右分割画像Ｒを生成する画像分割部１００１と、左分割画像Ｌの幅ｌｗ、右分割画像Ｒの幅ｒｗ、どちらよりも小さい理想の重ね合わせ幅Ｄを設定する重ね合わせ理想値設定部１００２と、理想の重ね合わせ幅Ｄ、テクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗ、部分画像Ｐの幅ｐｗを基に、合成部分画像Ｑの繰り返し回数ｎを計算する繰り返し回数計算部１００３と、部分画像Ｐの幅ｐｗと、テクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅ｔｗと、繰り返し回数ｎを用いて、実際の重ね合わせ幅Ｃを計算する重ね合わせ現実値計算部１００４と、左分割画像Ｌ、右分割画像Ｒと実際の重ね合わせ幅Ｃを用いて、分割画像の重ね合わせ合成を行い、合成部分画像Ｑを生成する画像重ね合わせ合成部１００５と、合成部分画像Ｑを、繰り返し回数ｎ分並べて配置しテクスチャ画像Ｔを生成、補完する画像繰り返し配置部１００６を備え、所定のパターンを繰り返し、その端同士を滑らかに接続するテクスチャ画像Ｔを生成する。生成したテクスチャ画像Ｔと、その形状データを基に、視点情報、光源情報等を考慮してレンダリングし、画像を生成、表示する。
【００６８】
これにより、写真画像を用いて、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域を補完しようとするケース等の、抽出されるテクスチャ画像には周期性が認められない場合でも、テクスチャ画像の有効領域部分から抽出された周期性を満たしていない部分画像を用いて、一定のパターンが繰り返され、且つその端同士が滑らかに接続している、予め定められた大きさのテクスチャ画像を生成、補完することが可能である。
画像重ね合わせ合成処理は繰り返し回数に依存せず、アルゴリズム全体で１度しか実行されないため、重ね合わせ後に行われる合成処理として比較的処理負荷の高い技術を用いても、アルゴリズム全体の処理時間にあまり影響を与えず、高速処理の実現を可能とするという効果がある。
繰り返し回数計算部１００３により算出された繰り返し回数と重ね合わせ現実値計算部１００４により算出された実際の重ね合わせ幅の組み合わせは、重ね合わせ理想値設定部１００２によって与えられた理想の重ね合わせ幅を下回らず、且つ、得られるテクスチャ画像Ｔの端同士が滑らかに接続するという条件下において、他のどのような繰り返し数と重ね合わせ幅の組み合わせよりも理想の重ね合わせ幅に近いものとなる。
【００６９】
尚、本実施の形態では、写真画像からテクスチャのサンプリングを行い、部分画像を抽出、取得したが、これに限るわけではない。例えば、作成済みのテクスチャ素材データを用いてもよい。
また、本実施の形態では、入力部２０５よりテクスチャ画像のサイズを入力し設定したが、自動的に計算し設定してもよい。
また、本実施の形態では、テクスチャ画像生成処理は、テクスチャ画像の横方向の成分について処理を説明したものである。縦方向の成分についても同様な処理を行う。縦方向の成分に対しては、生成するべきテクスチャ画像サイズ１０の縦方向の縦幅である幅ｔｈと、部分画像Ｐを用いて、部分画像Ｐを分割し、入れ替えて重ね合わせ合成を行えばよい。また、縦方向と横方向を組み合わせる際には、縦方向について処理した後に横方向について処理するか、その逆の順序で処理すればよい。
【００７０】
尚、図４、図５等に示す処理を行うプログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させてもよいし、このプログラムを通信回線を介して送受することもできる。
【００７１】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る陶磁器製作システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施の形態に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図
【図２】画像処理装置１００のハードウェア構成図
【図３】記憶部２０２が保持する情報を示す図
【図４】画像処理装置１００の処理概要を示すフローチャート
【図５】テクスチャ画像生成処理の処理手順を示すフローチャート
【図６】テクスチャ画像Ｔの横方向の成分に対するテクスチャ画像生成を示す図
【図７】陶磁器の写真画像３１を用いて、写真に写っていない部分に相当するテクスチャ画像上の無効領域を補完する場合の処理画像の遷移を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１００………画像処理装置
１０１………パラメタ入力手段
１０２………部分画像取得手段
１０３………テクスチャ画像生成手段
１０４………画像描画手段
１０００………条件設定部
１００１………画像分割部
１００２………重ね合わせ理想値設定部
１００３………繰り返し回数計算部
１００４………重ね合わせ現実値計算部
１００５………画像重ね合わせ合成部
１００６………画像繰り返し配置部
２０１………制御部
２０２………記憶部
２０５………入力部
２０６………表示部
３１………写真画像
４１………入出力情報
１０………テクスチャ画像サイズ
Ｔ………テクスチャ画像
ｔｗ………テクスチャ画像Ｔのテクスチャ幅
Ｐ………部分画像
Ｌ………左分割画像
ｌｗ………左分割画像の幅
Ｒ………右分割画像
ｒｗ………右分割画像の幅
Ｑ………合成部分画像
ｑｗ………合成部分画像の幅
Ｃ………実際の重ね合わせ幅
Ｄ………理想の重ね合わせ幅
ｎ………繰り返し回数
【図１】
2006311080.tif 000003
【図２】
2006311080.tif 000004
【図３】
2006311080.tif 000005
【図４】
2006311080.tif 000006
【図５】
2006311080.tif 000007
【図６】
2006311080.tif 000008
【図７】
2006311080.tif 000009